物理实验练习题

2012 年高考教练 物理 1 螺旋测微器的螺距为 0 5mm 可动刻度一周共 50 小格 当 测微器螺杆与小砧并拢时 可动刻度的零刻线恰好与固定刻度的中央 轴线重合 今使可动刻度旋转 600 则此时测微器的读数为 用它测一螺栓外径时刻度如图可知其外径为 答案 0 083mm 8 600mm 2 某一工人用一游标尺上标有 20 等分刻度的游标卡尺测一工件的长度 测得的结果如图 所示 则该工件的长度 L cm 答案 6 170 3 某人用多用电表按正确步骤测量某一量时 指针指示位置如图所示 则这个被测物理量的值是 答案 1200 4 在 验证力的平行四边形定则 的实验情况如图甲 所示 其中 A 为固定橡皮筋的图钉 O 为橡皮筋与细 绳的结点 OB 和 OC 为细绳 图乙是在白纸上根据 实验结果画出的图 图乙中的 F 与 F 两力中 方向一定沿 AO 方向的是 本实验采用的科学方法是 A 理想实验法 B 等效替代法 C 控制变量法 D 建立物理模型法 答案 F B 5 某一电学黑箱内可能有电容器 电感线圈 定值电阻等 元件 在接线柱间以如图所示的 Z 字形连接 两接线柱间 只有一个元件 为了确定各元件种类 小华同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传 感器 相当于电流表 与一直流电源 滑动变阻器 开关串联后 分别将AB BC CD接 入电路 闭合开关 计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图a b c所示 则如下 判断中正确的是 AB C D abc S 黑箱 电流传感器 cm 6 78 01020 A AB间是电容器B BC间是电感线圈C CD间是电容器D CD间是定值电阻 答案 答案 ABD 6 在做 用单摆测定重力加速度 的实验中 用主尺最小分度为 1mm 游标上有 20 个分度 的卡尺测量金属球的直径 结果如图甲所示 可以读出此金属球的直径为 mm 单摆细绳的悬点与拉力传感器相连 将摆球拉开一小角使单摆做简 谐运动后 拉力传感器记录了拉力随时间变化的情况 如图乙所示 则该单摆的周期为 s 乙 答案 答案 11 45 2 7 有以下的可供选用的器材及导线若干条 要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电 流 A 待测电流表 A0 满偏电流约为 700 800 A 内阻约 100 已知表盘刻度均匀 总格数为 N B 电流表 A 量程 0 6A 内阻 0 1 C 电压表 V 量程 3V 内阻 3k D 滑动变阻器 R 最大阻值 200 E 电源 E 电动势约 3V 内阻约 1 5 F 开关 S 一个 1 根据你的测量需要 B 电流表 A C 电压表 V 中应选择 只需填写序号即可 2 在虚线框内画出你设计的实验电路图 3 测量过程中 测出多组数据 其中一组数据中待测电流表 A 的指针偏转了 n 格 可 算出满偏电流 IAmax 式中除 N n 外 其他字母符号代表的物理量 是 答案 答案 1 C 2 电路如图所示 3 U 为电压表读数 Rv为电压表内阻 v R U n N 8 人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态 物体对 支持面没有压力 所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量 针对这种 环境 某兴趣小组通过查阅资料获知 弹簧振子做简谐运动的周期 k m T 2 甲 F 0 t s 6 05 0 4 03 02 01 0 其中是振子的质量 是弹簧的劲度系数 他们设计了一种装置来间接测量物体的mk 质量 如图所示 A 是带夹子的金属块 金属块和夹子的总质量为 B 是待测质量的物 0 m 体 可以被 A 上的夹子固定 弹簧的劲度系数未知 但他们有一块秒表 k 1 请你简要写出测量待测物体质量的方法 测量的物理量用字母表示 2 用所测的物理量和已知物理量求待测物体质量的计算式为 m 答案 答案 1 在不夹物体 B 时 利用秒表测出弹簧振子 A 做简谐运动时 n 次全振动的 时间 t1 在夹上物体 B 后 利用秒表测出弹簧振子 AB 做简谐运动时 n 次全振动的时间 t2 2 22 21 0 2 1 tt mm t 9 已知汽车橡胶轮胎与普通路面的动摩擦因数为 与冰面的动摩擦因数为7 0 1 当汽车以某一速度沿水平普通路面行驶时 急刹车后 设车轮立即停止转动 1 0 2 汽车要滑行才能停下 那么 该汽车若以同样的速度在结了冰的水平路面上行驶 ms8 1 求 1 急刹车后汽车继续滑行的距离增大了多少 2 要使汽车紧急刹车后在冰面上 8m 内停下 汽车行驶的速度不超过多少 重力加速度 g 取 10m s2 解析 1 设初速度为 v0 当汽车在水平普通路面上急刹车后 mg ma1 1 v02 2a1s1 当汽车在水平冰面上急刹车后 mg ma2 2 v02 2a2s2 解得 s2 56m 因此 急刹车后汽车继续滑行的距离增大了 s s2 s1 48m 2 mg ma2 2 v02 2a2 2 s v0 4m s B P d E A 10 人们盖房打地基叫打夯 夯锤的结构如图 参加打夯共有 5 人 四个人分别握住夯 锤的一个把手 一个人负责喊号 喊号人一声号子 四个人同时向上用力将夯锤提起 号 音一落四人同时松手 夯锤落至地面将地基砸实 某次打夯时 设夯锤的质量为 80kg 将 夯锤提起时 每个人都对夯锤施加竖直向上的力 大小均为 250N 力的持续时间为 0 6s 然后松手 夯锤落地时将地面砸出 2cm 深的一个凹痕 求 1 夯锤能够上升的最大高 度 2 夯锤落地时对地面的平均作用力为多大 g 10m s2 解 2 1000800 2 5 80 Fmg am s m 加速上升高度 1 2 50 61 5 vatm s 1 1 1 5 0 60 45 22 v htm 松手后夯锤做竖直上抛运动能上升的高度 22 1 2 1 5 0 1125 22 10 v hm g 上升的总高度 12 0 450 11250 5625hhhm 落地时速度 22 22 100 562511 25 vghm s 在落地过程中由动能定理 解得 2 3 1 0 2 mgF hmv 4 2 33 10FN 11 静电喷漆技术具有效率高 浪费少 质量好 有利于工人健康等优点 其装置如图所 示 A B 为两块平行金属板 间距 d 0 40m 两板间有方向由 B 指向 A 大小为 E 1 0 103N C 的匀强电场 在 A 板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪 P 油漆喷 枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出带电油漆微粒 油漆 微粒的初速度大小均为 v0 2 0 m s 质量 m 5 0 10 15kg 带电量为 q 2 0 10 16C 微粒的重力和所受空气阻力均不 计 油漆微粒最后都落在金属板 B 上 试求 1 微粒打在 B 板上的动能 2 微粒到达 B 板所需的最短时间 3 微粒最后落在 B 板上所形成的图形及面积的大小 解析 1 电场力对每个微粒所做的功 16314 2 0 101 0 100 40J8 0 10WqEdJ 对微粒由动能定理 0ktk WEE 2 00 14152 14 1 2 1 8 0 105 0 102 0J 2 9 0 10J ktk EWEWmv 2 由 2 1 2 ktt Emv 微粒到过极板时的速率 Bsmsm m E v kt t 0 6 100 5 100 922 15 14 B P d E A 喷出时速度方向与场强方向相反的微粒到达 B 板所需的时间最短 t hvv to 2 所以ss vv h t to 1 0 0 60 2 40 0 22 3 微粒最后落在 B 板上所形成的图形为圆形 打在圆周边缘点的微粒在两板间做类平 抛运动 加速度 22 15 316 40 100 5 100 1100 2 smsm m qE a 水平位移 1 tvR o 2 1 2 1 ath 区域面积 22222 1 2 25 0 40 40 0 2 0 214 3 2 mm a h vtvRS oo 12 如图所示 粒子源 S 可以不断地产生质量为 m 电荷量为 q 的粒子 重力不计 粒子 从 O1孔漂进 初速不计 一个水平方向的加速电场 再经小孔 O2进入相互正交的匀强电场 和匀强磁场区域 电场强度大小 为 E 磁感应强度大小为 B1 方 向如图 虚线 PQ MN 之间存在 着水平向右的匀强磁场 磁感应 强度大小为 B2 图中未画出 有 一块折成直角的硬质塑料板 abc 不带电 宽度很窄 厚度不 计 放置在 PQ MN 之间 截面图 如图 a c 两点恰在分别位于 PQ MN 上 ab bc L 45 现使粒子能沿图中虚 线 O2O3进入 PQ MN 之间的区域 1 求加速电压 U1 2 假设粒子与硬质塑料板相碰后 速度大小不变 方向变化遵守光的反射定律 粒子 在 PQ MN 之间的区域中运动的时间和路程分别是多少 解析 1 粒子源发出的粒子 进入加速电场被加速 速度为 v0 根据动能定理得 2 01 2 1 mvqU 要使粒子能沿图中虚线 O2O3进入 PQ MN 之间的区域 则粒子所受到向上的洛伦兹力与 向下的电场力大小相等 得到 BqvqE 0 1 0 B E v 解之得 2 1 2 1 2qB mE U 2 粒子从 O3以速度 v0进入 PQ MN 之间的区域 先做匀速直线运动 打到 ab 板上 以大小为 v0的速度垂直于磁场方向运动 粒子将以半径 R 在垂直于磁场的平面内作匀速圆 周运动 转动一周后打到 ab 板的下部 由于不计板的厚度 所以质子从第一次打到 ab 板 到第二次打到 ab 板后运动的时间为粒子在磁场运动一周的时间 即一个周期 T O t s x cm 8 0 4 0 0 1 0 20 30 4 0 50 6 丙 O t s i A 0 1 0 20 30 4 0 50 6 丁 SN N N N 乙 右视图剖面图 N N S P L C D 甲 线圈 由和运动学公式 得 R mv qvB 2 0 2 0 2 v R T 2 2 qB m T 粒子在磁场中共碰到 2 块板 做圆周运动所需的时间为 Tt2 1 粒子进入磁场中 在 v0方向的总位移 s 2Lsin45 时间为 0 2 v s t 则 t t1 t2 E LB qB m 1 2 24 13 如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图 一个半径 r 0 10m 匝数 n 20 的线圈套在永久磁铁槽中 磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布 其右视图如图 乙所示 在线圈所在位置磁感应强度 B 的大小均为 B 0 20T 线圈的电阻为 R1 0 50 它的引出线接有 R2 9 5 的小电珠 L 外力推动线圈框架的 P 端 使线圈 沿轴线做往复运动 便有电流通过电珠 当线圈向右的位移 x 随时间 t 变化的规律如 图丙所示时 x 取向右为正 求 1 线圈运动时产生的感应电动势 E 的大小 2 线圈运动时产生的感应电流 I 的大小 并在图丁中画出感应电流随时间变化 的图象 至少画出 0 0 4s 的图象 在图甲中取电流由 C 向上通过电珠 L 到 D 为正 3 每一次推动线圈运动过程中作用力 F 的大小 4 该发电机的输出功率 P 解 解 从图可以看出 线圈往返的每次运动都是匀速直线运动 其速度为 2 分 m s8 0m s 1 0 08 0 t x v 线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势 V2V8 02 01 014 3 2202 rBvnE 2 感应电流 A2 0A 5 05 9 2 21 RR E I 根据右手定则可得 当线圈沿 x 正方向运动时 产生的感应电流在图 甲 中是由 D 向下 经过电珠 L 流向 C 的 于是可得到如答图所示的电流随时间变化的图象 3 由于线圈每次运动都是匀速直线运动 所以每次运动过程中推力必须等于安培力 N 5 02 01 014 3 22 020 2 BrnInILBFF 安推 4 发电机的输出功率即灯的电功率 W38 0 W5 9 2 0 2 2 2 RIP 14 如图甲所示 光滑的水平地面上固定一长为 L 1 7m 的长木板 C 板的左端有两小 物块 A 和 B 其间夹有一根长为 1 0m 的轻弹簧 弹簧没有形变 且与物块不相连 已知 mA mC 20 kg mB 40 kg A 与木板 C B 与木板 C 间的动摩擦因数分别为 A 0 5 B 0 25 用水平力 F 作用于 A 让 F 从零逐渐增大 并使 B 缓慢地向右移 动了 0 5m 取 g 10m s2 问 1 若弹簧的劲度系数为 k 200N m 以作用力 F 为纵坐标 A 移动的距离为横坐 标 试在图乙的坐标系中作出推力 F 随 A 位移的变化图线 2 当物块 B 缓慢地向右移动了 0 5m 时 使 A B 静止并保持 A B 两物块间 距 将其间夹有的弹簧 弹簧与物块不连接 更换 使得压缩量仍相同的新弹簧贮存的弹 性势能为 300 J 之后同时释放三物体 A B 和 C 已被压缩的轻弹簧将 A B 向两边弹开 则哪一物块将先弹出木板 C 最终 C 板的速度是多少 解 l A 与 C 间的摩擦力为 fA AmAg 100N B 与 C 间的摩擦力为 fB BmBg 100N 推力 F 从零逐渐增大 当增大到 100N 时 物块 A 开始 向右移动压缩轻弹簧 此时 B 仍保持静止